行業(yè)資訊

本文由作者胡笑形主編授權(quán)發(fā)布在農(nóng)藥工業(yè)網(wǎng)。版權(quán)所有，請勿轉(zhuǎn)載。

要點(diǎn)預(yù)覽：

2 全球GM作物的發(fā)展對農(nóng)藥工業(yè)的挑戰(zhàn)
2.1 從農(nóng)藥的角度看GM作物對農(nóng)藥工業(yè)的挑戰(zhàn)
2.1.1 耐草甘膦/草銨膦GM作物的發(fā)展限制了選擇性除草劑的使用
2.1.2 全球GM抗蟲作物的大面積種植，大幅度減少殺蟲劑的使用
2.2 從作物的角度看GM作物的發(fā)展對農(nóng)藥工業(yè)的挑戰(zhàn)
2.2.1 GM水稻的開發(fā)與商業(yè)化種植必將導(dǎo)致水稻用農(nóng)藥的大調(diào)整
2.2.2 關(guān)注未來的GM小麥對農(nóng)藥工業(yè)的影響
2.3 從新GM作物和新性狀看，未來5～10年，GM作物將繼續(xù)向選擇性除草劑和殺蟲劑發(fā)出挑戰(zhàn)

2 全球GM作物的發(fā)展對農(nóng)藥工業(yè)的挑戰(zhàn)

    全球GM作物的發(fā)展對農(nóng)藥工業(yè)來說是挑戰(zhàn)與機(jī)遇并存。而“并存”的含義在此已表現(xiàn)得再明白不過了。例如，耐草甘膦大豆的大面積種植，是對選擇性除草劑，如磺酰脲類、咪唑啉酮類除草劑很大的挑戰(zhàn)，但同時(shí)又給非選擇性除草劑草甘膦帶來了巨大的機(jī)遇。但是，為了線條比較清楚，還是把“挑戰(zhàn)”與“機(jī)遇”分開講。
    總的來說，GM作物與農(nóng)藥是相輔相成、互相補(bǔ)充的，但是，GM作物的發(fā)展已經(jīng)對化學(xué)農(nóng)藥產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了很大的影響。從總體趨勢上看，GM作物與農(nóng)藥是同時(shí)增長的，但GM作物增長的速度比較快，持續(xù)保持兩位數(shù)，而化學(xué)農(nóng)藥的增長速度相對較慢。
現(xiàn)將英國咨詢公司Phillips McDougall和Cropnosis公司報(bào)道的近年GM作物市場數(shù)據(jù)與Phillips McDougall公司另文報(bào)道的傳統(tǒng)農(nóng)藥銷售情況進(jìn)行匯總分析，發(fā)現(xiàn)從2006～2010年，GM作物市場的年增長率都在兩位數(shù)，而傳統(tǒng)農(nóng)藥的銷售值除了2008年增長10%以外，都是個(gè)位數(shù)或負(fù)增長。
    從發(fā)展趨勢看，GM作物將步步占領(lǐng)高端市場，化學(xué)農(nóng)藥只能占領(lǐng)中、低端市場。因此，依靠化學(xué)農(nóng)藥獲得暴利的時(shí)代將遠(yuǎn)去。

2.1 從農(nóng)藥的角度看GM作物對農(nóng)藥工業(yè)的挑戰(zhàn)

2.1.1 耐草甘膦/草銨膦GM作物的發(fā)展限制了選擇性除草劑的使用
    在各種性狀GM作物的全球種植面積中，耐除草劑GM作物的種植面積一直是最大的，近年都占60%以上，5年總計(jì)占63%。而耐除草劑GM作物中絕大多數(shù)都是耐草甘膦的。耐草甘膦的GM作物是最早開發(fā)和商業(yè)化種植的GM作物。從1996年上市以來，種植面積連年增加。在2006年全球6960萬公頃的耐除草劑GM作物中，有80%是耐草甘膦的，達(dá)到5568萬公頃，處于絕對主導(dǎo)地位。最近報(bào)道，耐草甘膦GM作物已占耐除草劑GM作物的95%以上。
    耐除草劑的作物主要是大豆、玉米、棉花和油菜。其中，最重要的是耐草甘膦大豆。據(jù)報(bào)道，目前耐草甘膦作物已在23個(gè)國家種植，面積達(dá)到1.14億公頃，其中，美國種植的耐草甘膦作物種類最多（見表9）、面積最大，其次是阿根廷、巴西和加拿大。目前美國各種作物中耐草甘膦品種所占比例已達(dá)到：大豆100%、玉米89%、棉花 98%和油菜62%。這就是說，轉(zhuǎn)基因技術(shù)的巨頭孟山都公司可以一手賣耐草甘膦的作物種子，一手賣草甘膦，結(jié)果是大幅擠占了磺酰脲類、咪唑啉酮類選擇性除草劑的市場，也造成對其他除草劑需求的大幅降低。拜耳公司的耐草甘膦GlyTol棉花2010年在巴西獲準(zhǔn)，2011年已在美國上市，耐草銨膦的LibertyLink T25棉花也已在2009年上市，這些耐除草劑棉花的種植也減少了棉花選擇性除草劑的使用。
    有專家估計(jì)，因耐除草劑作物的出現(xiàn)，除草劑品種減少了10%-15%。創(chuàng)制新除草劑的難度增加了。估計(jì)目前需要篩選4～5萬個(gè)化合物才能篩選出一個(gè)新的有用的除草劑。另有報(bào)道，由于耐除草劑作物的普及，也使選擇性除草劑的研發(fā)投入減少。如巴斯夫公司近年對除草劑的研發(fā)力度降低，研發(fā)費(fèi)用所占銷售額的比例從2002年的40%，下降到2005年的21%。

2.1.2 全球GM抗蟲作物的大面積種植，大幅度減少殺蟲劑的使用
    2010年全球GM抗蟲作物面積2630萬公頃，比2006年的1900萬公頃增長了38.4%，年均增長17%。
    最主要的GM抗蟲作物是棉花和玉米。在1996～2009年間，全球在GM作物上減少的農(nóng)藥使用量達(dá)到39.273萬噸。減少最多的作物是GM抗蟲棉，農(nóng)民減少了15.266萬噸殺蟲劑的使用量，即減少21.8%。在GM抗蟲玉米上的殺蟲劑使用量減少了3.646萬噸（-40.6%）?？瓜x棉和抗蟲玉米減少的殺蟲劑使用量達(dá)到18.912萬噸，占農(nóng)藥總減少量的48.2%。
    我國的情況也看得很清楚，近5年全國Bt棉的種植面積都在350萬公頃以上，防治二代棉鈴蟲的殺蟲劑幾乎都停產(chǎn)了。殺蟲劑使用量的大幅下降給殺蟲劑工業(yè)帶來了巨大沖擊，可是Bt棉卻給社會(huì)帶來了很大的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。另外，由中國農(nóng)科院生物技術(shù)研究所自己開發(fā)的3堆積GM抗蟲棉可使棉花產(chǎn)量增加25%，同時(shí)可進(jìn)一步減少殺蟲劑的使用量。這種抗蟲棉的4個(gè)品系已經(jīng)獲得當(dāng)局批準(zhǔn)，并在2009年種植了23萬公頃。
    中國在GM作物開發(fā)上的另一個(gè)亮點(diǎn)是GM抗蟲水稻。中國的GM抗蟲水稻從2001年開始進(jìn)行大田試驗(yàn)。調(diào)查表明種植GM抗蟲水稻可使農(nóng)民受益。這種GM水稻每季平均使用殺蟲劑的次數(shù)少于1次，而常規(guī)水稻使用3.7次。每公頃常規(guī)水稻的農(nóng)藥使用量和費(fèi)用是GM水稻的農(nóng)藥使用量和費(fèi)用的8～10倍。GM水稻的農(nóng)藥使用量比常規(guī)水稻減少80%。而GM水稻的產(chǎn)量可比常規(guī)水稻提高9%。無疑的，如果大面積種植這種GM水稻將會(huì)大幅度減少水稻殺蟲劑的使用量，同時(shí)給社會(huì)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。
   總之，GM抗蟲作物的發(fā)展正在向殺蟲劑工業(yè)發(fā)出嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。我們必須與時(shí)俱進(jìn)，不斷調(diào)整殺蟲劑的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。

2.2 從作物的角度看GM作物的發(fā)展對農(nóng)藥工業(yè)的挑戰(zhàn)

2.2.1 GM水稻的開發(fā)與商業(yè)化種植必將導(dǎo)致水稻用農(nóng)藥的大調(diào)整
    現(xiàn)將至今已見報(bào)道的開發(fā)與商業(yè)化種植的耐除草劑水稻和抗蟲水稻匯總于表10。耐除草劑的水稻品種有8個(gè)。其中，耐咪唑啉酮除草劑水稻Clearfield通過與咪唑啉酮類除草劑的組合，能防除一些水稻田中其他除草劑無法防除的雜草－－赤米稻（red rice）。在全球的一些產(chǎn)稻區(qū)，赤米稻被認(rèn)為是一種最難防除的雜草，因?yàn)樗诜诸悓W(xué)和生理學(xué)上與一般的水稻比較相似。使用傳統(tǒng)的除草劑防除水稻田的這種雜草基本上都沒有成功，但在耐咪唑啉酮類除草劑的水稻田，用咪唑啉酮類除草劑防除赤米稻卻非常有效，這種耐咪唑啉酮水稻已在美國種植10年。2011年3月AGROW報(bào)道，巴斯夫又與巴西研究公司Embrapa合作開發(fā)了一個(gè)耐咪唑啉酮的Clearfield水稻品系，BRS Sinuelo CL，它能耐受巴斯夫的防除赤米稻的除草劑Only（咪草煙+甲咪唑煙酸），2011年，這種水稻已在巴西上市。另外，耐草銨膦水稻LibertyLink，在使用超過正常使用量4倍的草銨膦時(shí)，水稻仍然安全，它也能防除赤米稻，以及稗草等禾本科雜草與原葉牽牛、大果天菁等雜草。值得注意的是這兩種耐除草劑水稻都不是轉(zhuǎn)基因抗性作物，而是通過常規(guī)的育種方法培育的。如果這兩種耐除草劑水稻大面積種植，那么，更多現(xiàn)有的水稻選擇性除草劑就要出局了。
    特別值得關(guān)注的是目前耐草甘膦水稻的開發(fā)。杜邦的分公司先鋒種子公司正在開發(fā)耐草甘膦水稻，并已取得進(jìn)展。杜邦的農(nóng)業(yè)與營養(yǎng)部副執(zhí)行總裁Borel先生認(rèn)為，在種子方面，今后5年特別增長的作物是水稻。目前的種子銷售量是幾千萬美元，但預(yù)計(jì)此數(shù)字在5年內(nèi)至少增長5倍。這也反映了他們對正在開發(fā)的耐草甘膦水稻的前景充滿信心。據(jù)報(bào)道，中國也正在開發(fā)耐草甘膦水稻，福建農(nóng)科院正在利用中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所獲得的新型水稻EPSPS基因變體選育耐草甘膦的水稻新品種基因，并已獲得高抗轉(zhuǎn)基因水稻品系。
    水稻是供應(yīng)全球糧食的主要作物之一。盡管耐咪唑啉酮除草劑水稻在美國和北美已經(jīng)種植10年，但由于該地區(qū)的水稻并不是主要的、大面積種植的作物，因此對全球水稻農(nóng)藥市場影響不大。世界上最大的水稻生產(chǎn)地在亞洲，特別是中國和印度，因此，預(yù)計(jì)5年后如果在中國和亞洲主要水稻生產(chǎn)國種植耐草甘膦或耐草銨膦水稻的話，必將對水稻的選擇性除草劑產(chǎn)生巨大沖擊。
    前面已經(jīng)提到，中國的GM抗蟲水稻已從2001年開始進(jìn)行大田試驗(yàn)。調(diào)查表明種植GM抗蟲水稻可使中國農(nóng)民受益。每公頃常規(guī)水稻的農(nóng)藥使用量和費(fèi)用是GM水稻的農(nóng)藥使用量和費(fèi)用的8～10倍。GM水稻的農(nóng)藥使用量比常規(guī)水稻減少80%。而且GM水稻的產(chǎn)量可比常規(guī)水稻提高9%。可見，如果這種GM抗蟲水稻在中國大面積種植，也必將使中國的水稻殺蟲劑發(fā)生重大革命。
    總之，預(yù)計(jì)在5～10年內(nèi)，GM水稻的開發(fā)與商業(yè)化種植必將導(dǎo)致水稻用農(nóng)藥的大調(diào)整。

2.2.2 關(guān)注未來的GM小麥對農(nóng)藥工業(yè)的影響
    可以說，小麥?zhǔn)侵两窆淌亍俺Ｒ?guī)作物”陣地的主要作物之一。GM作物商業(yè)化種植以來的15年，一是耐除草劑和抗蟲的GM作物居多；二是作物集中在大豆、玉米、棉花和油菜上，幾乎很少見到小麥的蹤影?，F(xiàn)在把見到的一些報(bào)道匯總?cè)缦隆?BR>耐除草劑小麥
    耐咪唑啉酮的冬小麥（抗咪唑乙煙酸）早在2002年就已在美國種植，但2006年種植面積僅為24.2萬公頃。2011年3月AGROW 報(bào)道，巴斯夫公司的耐咪唑啉酮Clearfield小麥的改進(jìn)變體，非轉(zhuǎn)基因的Claerfield Plus小麥已經(jīng)通過澳大利亞AGT小麥種子公司在澳大利亞上市，它含有兩個(gè)耐除草劑基因，耐咪草煙+甲咪唑煙酸，提供了改進(jìn)水平的耐藥性和更高的作物安全性。
    孟山都原來開發(fā)的耐草甘膦小麥，因?yàn)閾?dān)心影響出口而停止開發(fā)?，F(xiàn)在由于小麥種植者對GM小麥商業(yè)化表示支持，孟山都又重新對GM小麥感興趣。將開拓開發(fā)耐除草劑和抗病小麥的機(jī)會(huì)，并將重點(diǎn)放在內(nèi)源性狀小麥的開發(fā)上，如耐旱、氮利用和更高產(chǎn)量等性狀的GM小麥。
堆積性狀小麥
    特別值得注意的是堆積性狀的GM小麥，道農(nóng)科和杜邦公司各開發(fā)了一個(gè)品種，兩者都是耐除草劑/抗蟲的堆積產(chǎn)品，技術(shù)起點(diǎn)高，這是轉(zhuǎn)基因作物技術(shù)的新突破。小麥?zhǔn)侨澜鐑H次于水稻的大宗糧食作物，將對保障世界糧食供應(yīng)具有深遠(yuǎn)意義。
抗病小麥
    2011年4月AGROW 報(bào)道， 瑞士大學(xué)財(cái)團(tuán)的研究者已經(jīng)開發(fā)了轉(zhuǎn)基因抗白粉病小麥。有幾個(gè)對病原菌有抗性的抗性（R）基因，但是在許多情況下這種保護(hù)不是 “耐久的”。
    已經(jīng)開發(fā)了4個(gè)獨(dú)立的轉(zhuǎn)基因小麥品系，它們在玉米u(yù)biquitin promotor的控制下表達(dá)了一個(gè)小麥白粉病抗性（R）基因Pm3的等位基因Pm3b。這些品系每個(gè)都產(chǎn)生5至600倍正常水平的Pm3b。溫室與田間試驗(yàn)結(jié)果顯示，所有品系都改進(jìn)了對侵染的抗性。
抗蟲小麥
   2011年7月AGROW 報(bào)道，英國研究中心Rothamsted Research已經(jīng)開發(fā)了GM抗蟲小麥，并已向英國環(huán)境釋放咨詢委員會(huì)（ACRE）申請?jiān)谟M(jìn)行田間試驗(yàn)。這個(gè)GM品系通過利用一個(gè)蚜蟲外激素的警報(bào)系統(tǒng)傳遞對蚜蟲的“新奇”抗性。這個(gè)GM品系含有兩個(gè)將導(dǎo)致產(chǎn)生揮發(fā)性化合物（E）-B-farnesene（EBF，法呢烷）的酶譯成密碼的合成基因。進(jìn)攻的蚜蟲利用EBF作為一個(gè)警報(bào)的外激素或信號，使其他蚜蟲停止取食和離開小麥。如果獲得批準(zhǔn)，Rothamsted打算在2012年3～4月開始試驗(yàn)，在2013年進(jìn)行重復(fù)試驗(yàn)。將播種的面積是288m2。
   另外，據(jù)報(bào)道印度種子公司也計(jì)劃在未來3～5年內(nèi)開發(fā)第一代GM小麥和水稻，以確保12億人口國家的糧食供應(yīng)。
   總的來說，不管是耐除草劑小麥、耐除草劑/抗蟲小麥，還是抗蟲、抗病小麥，估計(jì)大規(guī)模商業(yè)化種植還需要8～10年的時(shí)間。但是，一旦它們?nèi)〉贸晒?，必將對現(xiàn)有的小麥除草劑、殺蟲劑和殺菌劑體系發(fā)出巨大沖擊。值得我們密切關(guān)注。

2.3 從新GM作物和新性狀看，未來5～10年，GM作物將繼續(xù)向選擇性除草劑和殺蟲劑發(fā)出挑戰(zhàn)

    近30年來，GM作物與性狀的研究不但沒有削弱，反而是蒸蒸日上，層出不窮。關(guān)于新的GM作物和新性狀的開發(fā)研究報(bào)道很多，現(xiàn)在僅以2010年新批準(zhǔn)的GM作物為例加以分析。2010年新批準(zhǔn)的GM作物有39種，其中耐除草劑的9種、抗蟲的6種、耐除草劑/抗蟲的19種和其他性狀的5種。
    耐除草劑的9種是Cultivance大豆（CV127）（巴斯夫與巴西農(nóng)業(yè)研究院合作開發(fā)）、LibertyLink 25棉花（LL 25）（拜耳開發(fā)）、GlyTol+ LibertyLink 25棉花（GHB614XLL25）（拜耳開發(fā)）、Optimum GAT大豆（DP356043）（杜邦/先鋒開發(fā)）、Roundup Ready大豆（MON40-3-2）（孟山都開發(fā)）、Roundup Ready 2 Yield大豆（MON89788）（孟山都開發(fā)）、Roundup Ready Flex棉花（MON88913）（孟山都開發(fā)）、Roundup Ready苜蓿（MON101XMON163）（孟山都開發(fā)）和Roundup Ready 甜菜（H7-1）（孟山都開發(fā)）。
    在這9種耐除草劑作物中，3種是雙堆積性狀的，杜邦的耐草甘膦/ALS抑制劑大豆、拜耳的耐草甘膦/草銨膦棉花和孟山都的耐草甘膦苜蓿。這9個(gè)產(chǎn)品中，7個(gè)具有耐草甘膦性狀（巴斯夫的一個(gè)產(chǎn)品未知所耐受的除草劑）。2個(gè)具有耐草銨膦性狀。孟山都占6個(gè)，拜耳2個(gè)，巴斯夫1個(gè)。孟山都仍然處于領(lǐng)先地位。而且，大量新的耐草甘膦作物的種植，將繼續(xù)壓縮選擇性除草劑的市場。
    抗蟲的6種GM作物是WideStrike棉花（DAS243236XDAS21023）（道農(nóng)科開發(fā)）、YieldGard VT Pro玉米（MON89034）（孟山都開發(fā)）、Bt大豆（MON87701）（孟山都開發(fā)）、Bollgard II棉花（MON15985）（孟山都開發(fā)）、Agrisure Viptera玉米（MIR162）（先正達(dá)開發(fā)）和VipCot棉花（COT67XCOT102）（先正達(dá)開發(fā)）。這6種抗蟲作物中，棉花3個(gè)、玉米兩個(gè)和大豆1個(gè)。孟山都公司占有3個(gè)，先正達(dá)兩個(gè)和道農(nóng)科1個(gè)。孟山都仍然領(lǐng)先。值得注意的是增加了Bt大豆，在未來幾年中，由于這些抗蟲作物的種植，仍然會(huì)壓縮殺蟲劑市場。
    在耐除草劑/抗蟲的19個(gè)GM作物中，玉米15個(gè)，占79%；小麥2個(gè)，占11%；大豆與棉花各1個(gè)，各占5%。已知帶耐草甘膦性狀的16個(gè)，占84%；帶抗蟲性狀的19個(gè)，100%。孟山都公司8個(gè)，占42%；先正達(dá)6個(gè)，占32%；杜邦3個(gè)，占16%；道農(nóng)科2個(gè)，占10%。值得注意的是玉米成為第一重點(diǎn)和先正達(dá)的開發(fā)力度加強(qiáng)，它與孟山都共有14個(gè)，占74%。
   
    綜上所述，在2010年39個(gè)新批準(zhǔn)的GM作物中，已知的耐草甘膦性狀作物24個(gè)，占62%，抗蟲性狀作物25個(gè)，占64%。這就是說，在未來5～10年中，草甘膦仍然有更大的發(fā)展空間，而相應(yīng)的選擇性除草劑仍然會(huì)受到影響。同樣，抗蟲作物的發(fā)展將繼續(xù)減少全球殺蟲劑的使用。

本文由作者胡笑形主編授權(quán)發(fā)布在農(nóng)藥工業(yè)網(wǎng)。版權(quán)所有，請勿轉(zhuǎn)載。